【手続補正書】
【提出日】平成18年10月30日(2006.10.30)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】発明の名称
【補正方法】変更
【補正の内容】
【発明の名称】生命徴候検知装置
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】特許請求の範囲
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
トイレの床面に敷設されて、前記トイレの利用者の生命徴候を検知するバイタルセンサと、
前記バイタルセンサの出力信号の時間波形を解析して前記利用者の生命徴候の異常の有無を判断する異常判断装置からなる生命徴候検知装置において、
前記異常判断装置は、
前記バイタルセンサの出力信号の時間波形から高次の成分を除去して前記利用者の呼吸波形を抽出する呼吸フィルター；
前記呼吸波形から前記利用者の呼吸数を計数する呼吸計数手段；
前記呼吸計数手段から出力される呼吸数が所定の範囲にない場合に、呼吸異常信号を出力する呼吸異常判断手段；
前記呼吸異常信号が出力されている場合に、呼吸異常警報信号を出力する呼吸異常警報出力手段；
を有することを特徴とする生命徴候検知装置。
【請求項２】
前記異常判断装置は、
前記利用者が便座に着座していることを検出して着座信号を出力する着座検出手段を有するとともに、
前記呼吸異常警報出力手段は、前記呼吸異常信号と前記着座信号が同時に出力されている場合に、呼吸異常警報信号を出力する
ことを特徴とする請求項１に記載の生命徴候検知装置。
【請求項３】
前記異常判断装置は、
前記呼吸計数手段が計測した呼吸数を表示する呼吸数表示器を有することを特徴とする請求項１または請求項２に記載の生命徴候検知装置。
【請求項４】
トイレの床面に敷設されて、前記トイレの利用者の生命徴候を検知するバイタルセンサと、
前記バイタルセンサの出力信号の時間波形を解析して前記利用者の生命徴候の異常の有無を判断する異常判断装置からなる生命徴候検知装置において、
前記異常判断装置は、
前記バイタルセンサの出力信号の時間波形を解析して前記利用者の心拍波形を得る心拍波形フィルター；
前記心拍波形から前記利用者の心拍数を計数する心拍計数手段；
前記心拍計数手段から出力された心拍数が所定の範囲にない場合に、心拍異常信号を出力する心拍異常判断手段；
前記心拍異常信号が出力されている場合に、心拍異常警報信号を出力する心拍異常警報出力手段；
を有することを特徴とする生命徴候検知装置。
【請求項５】
前記異常判断装置は、
前記利用者が便座に着座していることを検出して着座信号を出力する着座検出手段を有するとともに、
前記心拍異常警報出力手段は、前記心拍異常信号と前記着座信号が同時に出力されている場合に、心拍異常警報信号を出力する
ことを特徴とする請求項４に記載の生命徴候検知装置。
【請求項６】
前記異常判断装置は、
前記心拍計数手段が計測した心拍数を表示する呼吸数表示器を有することを特徴とする請求項４または請求項５に記載の生命徴候検知装置。
【請求項７】
無線または有線の電気通信回線を介して前記呼吸数等の記録を遠隔地に置かれた自動受信器に送信する自動通報器を備えるとともに、
前記異常判断装置は、
前記利用者の呼吸に異常が生じた場合に、その旨を前記自動通報器を介して前記自動受信器に通報する
ことを特徴とする請求項１ないし６のいずれかに記載の生命徴候検知装置。
【請求項８】
前記トイレの床面に敷設されるマットを備えるとともに、
前記バイタルセンサを前記マットに内蔵する
ことを特徴とする請求項１ないし７のいずれかに記載の生命徴候検知装置。
【請求項９】
前記バイタルセンサは圧電センサである
ことを特徴とする請求項１ないし８のいずれかに記載の生命徴候検知装置。
【請求項１０】
前記圧電センサはＰＶＤＦフィルム圧電センサである
ことを特徴とする請求項９に記載の生命徴候検知装置。
【請求項１１】
前記圧電センサは窒化アルミニウム薄膜圧電センサである
ことを特徴とする請求項９に記載の生命徴候検知装置。
【請求項１２】
前記バイタルセンサはひずみゲージである
ことを特徴とする請求項１ないし８のいずれかに記載の生命徴候検知装置。
【請求項１３】
前記バイタルセンサは振動センサである
ことを特徴とする請求項１ないし８のいずれかに記載の生命徴候検知装置。
【請求項１４】
前記バイタルセンサは加速度センサである
ことを特徴とする請求項１ないし８のいずれかに記載の生命徴候検知装置。
【請求項１５】
前記バイタルセンサは静電センサである
ことを特徴とする請求項１ないし８のいずれかに記載の生命徴候検知装置。
【請求項１６】
前記バイタルセンサはエアマットと前記エアマットに接続された圧力センサからなる
ことを特徴とする請求項１ないし８のいずれかに記載の生命徴候検知装置。
【請求項１７】
前記バイタルセンサはチューブと前記チューブに接続された圧力センサからなる
ことを特徴とする請求項１ないし８のいずれかに記載の生命徴候検知装置。
【請求項１８】
前記バイタルセンサは磁気センサである
ことを特徴とする請求項１ないし８のいずれかに記載の生命徴候検知装置。
【請求項１９】
前記バイタルセンサはサウンドマイクである
ことを特徴とする請求項１ないし８のいずれかに記載の生命徴候検知装置。
【請求項２０】
前記バイタルセンサは超音波センサである
ことを特徴とする請求項１ないし８のいずれかに記載の生命徴候検知装置。
【請求項２１】
前記バイタルセンサは感圧センサである
ことを特徴とする請求項１ないし８のいずれかに記載の生命徴候検知装置。
【請求項２２】
前記感圧センサは感圧ゴムセンサである
ことを特徴とする請求項２１に記載の生命徴候検知装置。
【請求項２３】
前記感圧センサは感圧フィルムセンサである
ことを特徴とする請求項２１に記載の生命徴候検知装置。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】発明の詳細な説明
【補正方法】変更
【補正の内容】
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はトイレ使用時の人体の心拍や呼吸波形の測定を行いその結果値を表示器に表示して健康管理の一助とするとともに床に倒れたトイレ使用者の心拍や呼吸に異常が認められた時、自動的に外部に通報してトイレ内での死亡事故を未然に防ぐ生命徴候検知及びトイレ異常判断を行う装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
閉鎖性の高いトイレ内での人体の異常をキャッチ出来るセンサが未だ開発されていない為、脳梗塞や心疾患で倒れた高齢者や病人は近くに非常用押釦スイッチが設置されていてもスイッチを押す事が出来ず死亡するケースが増大しているのが現状である。
【０００３】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、本発明に係る生命徴候検知装置の第１の構成は、トイレの床面に敷設されて、前記トイレの利用者の生命徴候を検知するバイタルセンサと、前記バイタルセンサの出力信号の時間波形を解析して前記利用者の生命徴候の異常の有無を判断する異常判断装置からなる生命徴候検知装置において、前記異常判断装置は、前記バイタルセンサの出力信号の時間波形から高次の成分を除去して前記利用者の呼吸波形を抽出する呼吸フィルター；前記呼吸波形から前記利用者の呼吸数を計数する呼吸計数手段；前記呼吸計数手段から出力される呼吸数が所定の範囲にない場合に、呼吸異常信号を出力する呼吸異常判断手段；前記呼吸異常信号が出力されている場合に、呼吸異常警報信号を出力する呼吸異常警報出力手段；を有することを特徴とする
【０００４】
本発明に係る生命徴候検知装置の第２の構成は、前記第１の構成において、前記異常判断装置は、前記利用者が便座に着座していることを検出して着座信号を出力する着座検出手段を有するとともに、前記呼吸異常警報出力手段は、前記呼吸異常信号と前記着座信号が同時に出力されている場合に、呼吸異常警報信号を出力することを特徴とする。
【０００５】
本発明に係る生命徴候検知装置の第３の構成は、前記第１又は第２の構成において、前記異常判断装置は、前記呼吸計数手段が計測した呼吸数を表示する呼吸数表示器を有することを特徴とする。
【０００６】
本発明に係る生命徴候検知装置の第４の構成は、トイレの床面に敷設されて、前記トイレの利用者の生命徴候を検知するバイタルセンサと、前記バイタルセンサの出力信号の時間波形を解析して前記利用者の生命徴候の異常の有無を判断する異常判断装置からなる生命徴候検知装置において、前記異常判断装置は、前記バイタルセンサの出力信号の時間波形を解析して前記利用者の心拍波形を得る心拍波形フィルター；前記心拍波形から前記利用者の心拍数を計数する心拍計数手段；前記心拍計数手段から出力された心拍数が所定の範囲にない場合に、心拍異常信号を出力する心拍異常判断手段；前記心拍異常信号が出力されている場合に、心拍異常警報信号を出力する心拍異常警報出力手段；を有することを特徴とする。
【０００７】
本発明に係る生命徴候検知装置の第５の構成は、前記第４の構成において、前記異常判断装置は、前記利用者が便座に着座していることを検出して着座信号を出力する着座検出手段を有するとともに、前記心拍異常警報出力手段は、前記心拍異常信号と前記着座信号が同時に出力されている場合に、心拍異常警報信号を出力することを特徴とする。
【０００８】
本発明に係る生命徴候検知装置の第６の構成は、前記第４又は第５の構成において、前記異常判断装置は、前記心拍計数手段が計測した心拍数を表示する呼吸数表示器を有することを特徴とする。
【０００９】
本発明に係る生命徴候検知装置の第７の構成は、前記第１ないし第６の構成において、無線または有線の電気通信回線を介して前記呼吸数等の記録を遠隔地に置かれた自動受信器に送信する自動通報器を備えるとともに、前記異常判断装置は、前記利用者の呼吸に異常が生じた場合に、その旨を前記自動通報器を介して前記自動受信器に通報することを特徴とする。
【００１０】
本発明に係る生命徴候検知装置の第８の構成は、前記第１ないし第７の構成において、前記トイレの床面に敷設されるマットを備えるとともに、前記バイタルセンサを前記マットに内蔵することを特徴とする。
【００１１】
本発明に係る生命徴候検知装置の第９の構成は、前記第１ないし第８の構成において、前記バイタルセンサは圧電センサであることを特徴とする。
【００１２】
本発明に係る生命徴候検知装置の第１０の構成は、前記第９の構成において、前記圧電センサはＰＶＤＦフィルム圧電センサであることを特徴とする。
【００１３】
本発明に係る生命徴候検知装置の第１１の構成は、前記第９の構成において、前記圧電センサは窒化アルミニウム薄膜圧電センサであることを特徴とする。
【００１４】
本発明に係る生命徴候検知装置の第１２の構成は、前記第１ないし第８の構成において、前記バイタルセンサはひずみゲージであることを特徴とする。
【００１５】
本発明に係る生命徴候検知装置の第１３の構成は、前記第１ないし第８の構成において、前記バイタルセンサは振動センサであることを特徴とする。
【００１６】
本発明に係る生命徴候検知装置の第１４の構成は、前記第１ないし第８の構成において前記バイタルセンサは加速度センサであることを特徴とする。
【００１７】
本発明に係る生命徴候検知装置の第１５の構成は、前記第１ないし第８の構成において、前記バイタルセンサは静電センサであることを特徴とする。
【００１８】
本発明に係る生命徴候検知装置の第１６の構成は、前記第１ないし第８の構成において、前記バイタルセンサはエアマットと前記エアマットに接続された圧力センサからなる
ことを特徴とする。
【００１９】
本発明に係る生命徴候検知装置の第１７の構成は、前記第１ないし第８の構成において、前記バイタルセンサはチューブと前記チューブに接続された圧力センサからなることを特徴とする。
【００２０】
本発明に係る生命徴候検知装置の第１８の構成は、前記第１ないし第８の構成において、前記バイタルセンサは磁気センサであることを特徴とする。
【００２１】
本発明に係る生命徴候検知装置の第１９の構成は、前記第１ないし第８の構成において、前記バイタルセンサはサウンドマイクであることを特徴とする。
【００２２】
本発明に係る生命徴候検知装置の第２０の構成は、前記第１ないし第８の構成において、前記バイタルセンサは超音波センサであることを特徴とする。
【００２３】
本発明に係る生命徴候検知装置の第２１の構成は、前記第１ないし第８の構成において、前記バイタルセンサは感圧センサであることを特徴とする。
【００２４】
本発明に係る生命徴候検知装置の第２２の構成は、前記第２１の構成において、前記感圧センサは感圧ゴムセンサであることを特徴とする。
【００２５】
本発明に係る生命徴候検知装置の第２３の構成は、前記第２１の構成において、前記感圧センサは感圧フィルムセンサであることを特徴とする。
【００２６】
【発明の実施の形態】
実施形態１．図１は、本発明の第１の実施形態を示す斜視図である。センサ４を緩衝材等で保護する保護材８を一体型にした生命徴候検知器５を床材３の下に装着し、便器２の便座１に座った人の足の裏、又は倒れた人６の心拍信号、呼吸信号を検出する。
【００２７】
実施形態２．図２は、本発明の第２の実施形態を示す斜視図である。センサ４をマットに装着して保護材８で保護した生命徴候検知器マット７を床材３の上に装着し、人体の足の裏、又は倒れた人６の心拍信号、呼吸信号を検出する。
【００２８】
実施形態３、図３は、本発明の第３の実施形態に係る呼吸計測装置の概略を示すブロックダイアグラムであり、センサ出力信号に含まれる呼吸成分のみを抽出し、呼吸数をカウントし、表示器に表示する装置を示している。
【００２９】
図３に示すように、生命徴候検知器５のセンサ４の出力は表示器の増幅部１１の入力側に接続され、増幅部１１の出力はフィルター１２の入力側に接続され、フィルター１２の出力側は、波形整形部１３の入力側に接続され、波形整形部１３の出力は呼吸表示部１４の入力側に接続され、呼吸数が呼吸表示部１４の表示器で表示される。
【００３０】
次に、図３に示した呼吸計測装置の動作を説明する。センサ４の出力には便座着座人の足の裏、又は倒れた人６の呼吸、心拍に同期した呼吸成分と心拍成分が含まれており、これらの成分を増幅部１１で増幅してフィルター１２で呼吸成分のみを抽出する。次に呼吸計数誤差を抑えるとともに後段処理を容易にするため、波形整形部１３で整形されてパルス状になった呼吸信号を呼吸表示部４でカウントして表示を行う。なお表示器は、増幅部１１で増幅した信号をコンピュータでソフト処理することにより上述と同様に呼吸数を表示することもできる。
【００３１】
実施形態４．図４は、本発明の第４の実施形態に係る心拍計測装置の概略を示すブロックダイアグラムであり、センサ出力信号に含まれる心拍成分のみを抽出して、心拍数をカウントし、表示器に表示する装置を示している。
【００３２】
図４に示すように、生命徴候検知マット７内のセンサ４出力には、便座着座人の足の裏、又は倒れた人６の呼吸、心拍に同期した呼吸成分と心拍成分が含まれており、これらの成分を増幅部１５の入力側に接続され、増幅部１５の出力は心拍フィルター１６の入力側に接続され、心拍フィルター１６の出力側は心拍波形整形部１７の入力側に接続され、波心拍形整形部１７の出力は心拍表示部１８の入力側に接続され、心拍数が心拍表示部１８の表示器に表示される。
【００３３】
次に、図４に示した心拍計測装置の動作を説明する。図４の生命徴候検知マット７内のセンサ４出力には便座着座人の足の裏、又は倒れた人６の呼吸、心拍に同期した呼吸成分と心拍成分が含まれており、これらの成分を増幅部１５で増幅して心拍フィルター１６で心拍成分のみを抽出する。次に心拍計数誤差を抑えるとともに後段処理を容易にするため、心拍波形整形部１７で整形されてパルス状になった心拍信号を心拍表示部１８でカウントして表示を行う。なお表示器は、増幅部１５で増幅した信号をコンピュータでソフト処理することにより上述と同様に心拍数を表示することもできる。
【００３４】
実施形態５．図５は、本発明の第５の実施形態を示す生命徴候検知装置のブロックダイアグラムである。図５に示すように、センサ４の出力は増幅部１１と増幅部１５の入力側に接続されおり、増幅部１１の出力はフィルター１２の入力側に接続され、フィルター１２の出力側は呼吸整形部１３の入力側に接続され、呼吸整形部１３の出力は呼吸計数部２１の入力側に接続されており、呼吸計数部２１の出力側は呼吸異常判断部１９の入力側に接続されており、呼吸異常判断部１９には着座検知器２４出力が接続されており、呼吸異常判断部１９出力は警報出力部２０の入力側に接続されており、警報出力部２０の出力は外部の警報ランプや警報ブザーが接続されている。
【００３５】
なお、着座検知器２４は、生体徴候検知器５あるいは生体徴候検知マット７に備えるセンサ４を利用してもよいし、生体徴候検知器５あるいは生体徴候検知マット７に圧力センサ、静電センサ、電磁誘導センサ、感圧センサ他人体識別センサを内蔵してもよい。あるいは、トイレ内に着座検知器２４を取り付けてもよい。
【００３６】
増幅部１５の出力は心拍フィルター１６の入力側に接続されており、心拍フィルター１６の出力側は心拍波形整形部１７の入力側に接続され、心拍波形整形部１７の出力側は心拍計数部２２の入力側に接続されており、心拍計数部２２の出力側は心拍異常判断部２３の入力側に接続されており、心拍異常判断部２３の出力側は心拍警報出力部２５の入力側に接続されており、心拍警報出力部２５の出力は外部の警報ランプや警報ブザーに接続されており、心拍数が異常の時警報ブザーが鳴動するとともに警報ランプが点滅し、同居人又は隣組にトイレ異常を知らせ重大事故を未然に防ぐ。
【００３７】
なお、図５に示した増幅部１１の後段をコンピュータで、前述をソフトで処理する手段も可能である。
【００３８】
図６は前記第５の実施形態の呼吸信号、動作波形、図７は前記第５の実施形態の心拍信号、動作波形を示すタイミングチャートであり、これらを参照しながら、図５に示した生命徴候検知装置の動作を説明する。図６に示すように人体の呼吸に同期した呼吸成分、心拍成分が含まれるセンサ出力は増幅部１１で増幅されて（ａ）が出力される。フィルター１２で呼吸信号（ｂ）のみを抽出する。次に呼吸計数誤差を抑えるとともに後段処理を容易にするため、波形整形部１３で呼吸波（ｃ）と排気波形（ｄ）に整形する。次に後段の呼吸計数部８で波形（ｃ）と波形（ｄ）のＯＲをとり、いずれかをカウントしてこの値の呼吸異常判断部１９で予め設定された値と比較する。トイレ使用を検知する人体検知部２４出力がＨ（ｇ）時で、比較結果が小さい場合（例えば２０秒以上１度も呼吸をしないとき）は、呼吸異常判断部１９から（ｅ）信号が出力される。また逆に異常に呼吸数が増加した時は、呼吸に異常ありと判断（ｆ）信号が出力され警報出力部２０出力（ｈ）（ｉ）により警報ランプを点滅させるとともに警報ブザーを鳴動させてトイレ使用者の呼吸に異常が発生したことを同居人や看護婦に知らせる。
【００３９】
また図７に示すように、図５の増幅部１５で増幅された呼吸と心拍成分を含んだ波形（ｊ）から心拍フィルター１６で心拍信号（ｋ）のみを抽出する。次に心拍計数誤差を抑えるとともに後段処理を容易にするため、心拍波形（ｌ）に整形する。次に後段の心拍計数部２２（ｌ）のパルス数をカウントして心拍異常判断部２３で予め設定された値と比較する。もしトイレ使用を検知する人体検知部２４出力がＨ（ｇ）時に心拍異常判断部２３が異常と判断されると（ｍ）信号が出力され心拍警報出力部２５から警報信号（ｏ）が出力されて警報ランプが点滅するとともに警報ブザーが鳴動してトイレ使用者が心拍に異常が発生したことを同居人や看護婦に知らせる。
【００４０】
実施形態６．図８は、本発明の第６の実施形態を示す生命徴候検知装置のブロックダイアグラムであり、図５に示した生命徴候検知装置から、心拍数、心拍波形、呼吸数、呼吸波形、座状況及び音声を通信回路３０により遠隔地の介護センター等に設置したコンピュータに送るとともに介護センターのコンピュータ側から音声やデータを送ることを可能にした自動通報器を備えた装置を示している。このように構成されているので、双方向通信により呼吸、心拍に異常が発生した時に、呼吸、心拍等、データが自動的に送信される。また必要に応じて介護センター側から自由にデータを収集する事も可能である。また緊急時は音声によりトイレ使用者と会話を交し状況を適格に把握し、必要に応じて現場に駆け付けて突然死を未然に防ぐことができる。
【００４１】
【発明の効果】
以上、詳細に説明したように本発明による生命徴候検知装置では、トイレ使用者の呼吸や心拍に異常が認められた時、警報装置が自動的に作動し介護人または看護婦に音や光で知らせることができるので突然死を未然に防ぐ事ができる。
【００４２】
また、本発明の生命徴候検知装置での高齢者または病人の生体監視はプライバシーの保護が確保でき、自動的に行うことができるので介護人または看護婦の労働負担が軽減される。
【００４３】
また本発明の生命徴候検知装置では、高齢者または病人が床に乗るだけで呼吸、心拍の異常判断を自動的に行うことができるので被介護人の負担が緩和される。
【００４４】
また本発明の生命徴候検知装置では、高齢者または病人、健常者が床に倒れただけで人体の呼吸、心拍の異常判断を自動的に行うことができるので重大事故を未然に防ぐ事ができる。
【００４５】
また本発明の生命徴候検知装置では、遠隔地で高齢者または病の生体監視が可能なので、独居老人の孤独死を未然に防ぐことができる。
【００４６】
また本発明の生命徴候検知装置では、パソコンで複数のトイレを総合的に管理ができるので介護効率がアップする。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】図面の簡単な説明
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の第１の実施形態を示す斜視図である。
【図２】  本発明の第２の実施形態を示す斜視図である。
【図３】  本発明の第３の実施形態に係る呼吸計測装置の概略を示すブロックダイアグラムである。
【図４】  本発明の第４の実施形態に係る心拍計測装置の概略を示すブロックダイアグラムである。
【図５】  本発明の第５の実施形態に係る生命徴候検知装置の概略を示すブロックダイアグラムである。
【図６】  前記第５の実施形態の呼吸信号、動作波形を示すタイミングチャートである。
【図７】  前記第５の実施形態の心拍信号、動作波形を示すタイミングチャートである。
【図８】  本発明の第６の実施形態に係る生命徴候検知装置の概略を示すブロックダイアグラムである。
【図９】  本発明の実施形態３４の概略を示すブロックダイアグラムである。